La electricidad se usa ampliamente en la vida moderna, tanto en la producción como en la vida cotidiana. La generación de electricidad y su consumo en la inmensa mayoría de los casos no ocurre en un solo lugar, y la distancia entre estos dos puntos es bastante significativa. El principal medio de llevar electricidad al lugar correcto son varias líneas eléctricas.
La construcción de una línea de energía eléctrica para una capacidad significativa es una empresa muy costosa. Uno de los medios para reducir el período de recuperación de los costos de capital es aumentar el voltaje de operación: a medida que aumenta con una potencia constante, la corriente de operación disminuye y, en consecuencia, las pérdidas disminuyen.
Las líneas eléctricas se pueden implementar sobre la base de cables o como líneas eléctricas aéreas (LEP). Estos últimos son ventajosos porque el aire, como buen dieléctrico natural, permite que los cables se separen de forma eficaz, lo que de nuevo ahorra costes.
Descarga corona en líneas eléctricas
Las pérdidas por conversión a calor Joule directamente en los conductores de fase no son el único mecanismo de pérdida en las líneas de transmisión. Además de ellos, hay pérdidas para los llamados descarga de corona. El efecto acústico de su presencia es claramente audible, especialmente con alta humedad, crepitaciones y por la noche, la descarga de corona se manifiesta como un resplandor (corona) alrededor de los bordes afilados del metal artículos. Un ejemplo de este fenómeno se muestra en la Figura 1.
La descarga de corona se basa en el efecto de la descomposición del aire como aislante, que se produce con una intensidad de campo eléctrico de al menos 30 kV / cm. En este caso, la tensión crece naturalmente en el área del borde afilado. El resultado de la descomposición es la ionización de las moléculas de aire con la aparición de cargas libres. Estos últimos interactúan con el campo eléctrico y se aceleran intensamente en él. Cuando choca con la siguiente molécula, se produce su ionización secundaria y luego el proceso se desarrolla como una avalancha.
Debido al hecho de que con la distancia al cable, la intensidad del campo disminuye rápidamente (en proporción al cuadrado de la distancia), el mecanismo considerado:
- tiene un alcance limitado;
- siempre "atado" a un objeto metálico energizado;
- más intenso en el área de los bordes afilados.
Al salir de la región de ionización, comienza la recombinación de portadores de carga libre, que se acompaña de la liberación de su energía acumulada en forma de resplandor y clic.
Variedades de descargas coronales.
El proceso de ionización puede comenzar tanto en el cátodo, que genera una avalancha de electrones, como en el ánodo, que se convierte en una fuente de cargas positivas. El movimiento de las cargas creadas durante la ruptura siempre ocurre de un electrodo hacia el otro.
En este caso, debido a la mayor movilidad de los electrones, determinada por una masa menor, una gran uniformidad de su distribución en el núcleo, y la corona, como resultado, tiene un uniforme resplandor.
Para cargas positivas, las condiciones de formación de corona suelen estar localizadas, como resultado de lo cual adquieren la forma de un cordón o canal de chispas.
Es posible que el segundo electrodo no genere una corona.
Supresión de corona
Independientemente del tipo de corona, su aparición significa la aparición de una corriente adicional, es decir crecimiento de pérdidas. Para reducirlos, lo más conveniente es reducir la intensidad de campo por debajo de la de ruptura. La forma más sencilla es eliminar los bordes afilados de los elementos que transportan corriente de las líneas eléctricas. Esto es más importante al diseñar aisladores, porque en ellos la suavidad de las líneas de detalles se altera naturalmente. En la Figura 2 se muestra un ejemplo.
Una forma más costosa y estructuralmente compleja, pero al mismo tiempo más efectiva, de resolver radicalmente el problema es cambiar a los llamados cables. estructura dividida. Un ejemplo de su construcción se muestra en la Figura 3. En este caso, el objetivo se logra por el hecho de que un aumento en el número de cables reduce naturalmente la intensidad del campo eléctrico por debajo del crítico.